Trong những năm gần đây, việc ứng dụng động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu (PM) trong xe điện đã tăng lên nhanh chóng. Điều này chủ yếu là do PMSM có thể đạt được tốc độ cao hơn so với động cơ cảm ứng AC thông thường. Tuy nhiên, hoạt động tốc độ cao của PMSM đặt ra nhiều thách thức hơn trong thiết kế điện từ, quản lý nhiệt và cấu trúc cơ khí. Để cải thiện hiệu quả và mật độ năng lượng của PMSM, một số kỹ thuật đã được phát triển. Chúng bao gồm tối ưu hóa tổn thất lõi sắt, cải thiện cường độ cảm ứng từ và các thành phần sóng hài ở các vị trí khác nhau trong lõi sắt, giảm tiêu thụ đồng bằng cách sử dụng cấu trúc cuộn dây hình xuyến và giảm thiểu số vòng dây ở cuối cuộn dây.
Thách thức quan trọng nhất trong quá trình phát triển PMSM tốc độ cao là giảm tổn thất lõi sắt rôto. Với mục đích này, nhiều biện pháp khác nhau như điều chỉnh độ rộng khe hở stator, tối ưu hóa sự phù hợp của cực-khe cắm, sử dụng khe nghiêng và nêm khe từ tính đã được đề xuất [1]. Tuy nhiên, các phương pháp này chỉ có thể làm suy yếu tổn thất dòng điện xoáy trong rôto chứ không thể giảm hoàn toàn. Ngoài ra, chúng đòi hỏi hệ thống điều khiển phức tạp và đắt tiền.
Một vấn đề quan trọng khác là cải thiện tính ổn định của PMSM ở tốc độ cao. Với mục đích này, việc sử dụng vòng bi không tiếp xúc là một giải pháp hiệu quả. Trong số này, vòng bi không khí và vòng bi bay từ tính là hứa hẹn nhất. So với ổ bi, các ổ trục không tiếp xúc này có thể hỗ trợ rôto ở khối lượng thấp hơn nhiều và có thể hoạt động ở tốc độ cao hơn. Tuy nhiên, chi phí của họ vẫn còn cấm.
Để giảm hơn nữa tổn thất sắt rôto của PMSM, cần phải tối ưu hóa các thông số cài đặt của nam châm vĩnh cửu. Điều này có thể đạt được bằng cách áp dụng một phương pháp mới để phân tích và tối ưu hóa sự phân bố dòng điện xoáy của các mạch từ. Phương pháp này sử dụng kết hợp mô hình phần tử hữu hạn và mô hình vật lý đơn giản hóa. Mô hình kết quả phù hợp để tính toán trường nhiệt độ của HSPMM loại V hai lớp trong nhiều điều kiện khác nhau.
Trái ngược với nghiên cứu trước đây, tập trung vào việc thay đổi cấu trúc rôto và stato hoặc chế độ làm mát để giảm nhiệt độ vận hành của HSPMM, phương pháp này không yêu cầu bất kỳ thay đổi cấu trúc nào. Nó cũng tập trung vào việc giảm tổn thất đồng và sắt bằng cách sửa đổi các thông số cài đặt của nam châm vĩnh cửu. Ngoài ra, kết quả của phương pháp này đã được xác minh bằng cách so sánh các mô hình điện từ của HSPMM với các mô hình của ETCM. Như thể hiện trong hình. 7, độ chính xác hội tụ giữa FEA và MEC là trên 0,95, điều đó có nghĩa là phương pháp này có thể tiết kiệm rất nhiều thời gian trong quá trình tính toán điện từ của HSPMM. Ngoài ra, độ chính xác hội tụ cũng đã được kiểm chứng bằng kết quả thực nghiệm của một mô hình thử nghiệm. Những kết quả này chỉ ra rằng phương pháp ETCM và phương pháp tối ưu hóa trường nhiệt độ được đề xuất trong bài báo này là đáng tin cậy và hiệu quả.
Các nhà sản xuất nam châm Neodymium Iron Boron
